DE2145578C3 - Lichtbogen-Schweißbrenner mit druckluftangetriebener Vorschubeinrichtung für eine abschmelzende Elektrode - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schweißbrenner für das Lichtbogenschweißen mit abschmelzender Elektrode, der mit einer Vorschubeinrichtung für den Schweißdraht, einem die Vorschubeinrichtung antreibenden Druckluftmotor und einem stellbaren Drosselorgan für die Regulierung der per Zeiteinheit durch den Motor strömenden Luftmenge ausgerüstet ist

Es sind Ausführungen von Schweißbrennern bekannt:, bei denen die Drehzahl des Motors und damit die Vorschubgeschwindigkeit des Schweißdrahtes mit Hilfe eines Drosselorgans geregelt wird, das zwischen Druckluftquelle und Druckluftmotor eingeschaltet ist Eine solche Anordnung des Drosselorgans hat zur Felge, daß die Belastungskennlinie des Motors stark abfällt, was insbesondere bei geringen Vorschubgeschwindigkeiten, d.h. kleinen Drosselöffnungen, in Erscheinung tritt. Unter einer fallenden Belastungskenniinie wird im vorliegenden PaU eine Kennlinie verstanden, die einen beträchtlichen Drehzahlabfall bei steigender Belastung ausweist Es ist allgemein bekannt, daß die Vorschubgeschwindigkeit so weit als möglich konstant gehalten werden soll, um die Eigenschaften des Schweißgutes nicht nachteilig zu beeinflussen. Die Geschwindigkeitsschwankungen, die durch die unvermeidlichen Schwankungen des Reibungswiderstandes, der beim Vorschub des Drahtes auftritt, verursacht werden, sollen dabei geringfügig bleiben und vorzugsweise 5% nicht überschreiten. Eine solche Forderung kann mit einem überdimensionierten Motor, der nur mit einem geringen Teil seiner Nennlast betrieben wird, erfüllt werden. Es ist jedoch klar, daß eine solche Lösung nur mit unnötigem Material- und Kostenaufwand erzielt werden kann.

Es ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung, einen Schweißbrenner der eingangs genannten Gattung mit einer Reguliereinrichtung zu versehen, die dem Motor die gewünschte wenig geneigte Belastungskennlinie verleiht

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Drosselorgan in der Abluftleitung des Druckluftmotors eingeschaltet ist

Eine Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß der Schweißbrenner außerdem in der Zuluftleitung des Druckluftmotors mit einem manuell betätigbaren Ventil versehen ist, das die Wirkung eines Absperrventils haben kann.

An Hand der Zeichnung werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.

F i g. 1 zeigt verschiedene Belastungskennlinien eines Druckluftmotors. In Fig.2 ist eine Schweißpistole

gemäß der Erfindung dargestellt Fig.3 ist ein Schnitt längs Hl-IlI in Fig.2. In Fig.4 werden einzelne Teile des Drosselorgans gezeigt Fig.5 zeigt eine andere

Ausführung einer Schweißpistole gemäß vorliegender Erfindung. F i g. 6 ist ein Schnitt durch das Drosselorgan

der in F i g. 5 gezeigten Schweißpistole. F i g. 7 ist ein

Schnitt längs VII-VII in F i g. 6. In F i g. 1 ist eine Schar von Kennlinien eines

ίο Druckluftmotors schematisch dargestellt Jede der Kennlinien stellt die Drehzahl des Motors als Funktion des Belastungsmoments dar. Die Kennlinie 1 bezieht sich auf einen Motor, der mit einem Drosselorgan in der Abluftleitung versehen ist das so eingestellt ist, daß der

is Motor die Leerlaufdrehzahl v, erhält Die Kennlinie Γ stellt ebenfalls die Motordrehzahl als Funktion des Belastungsmoments dar, jedoch mit einem Drosselorgan in der Zuluftleitung des Motors, das gleichfalls so eingestellt ist, daß der Motor die Leerlaufdrehzahl v\ erhält Es wird dabei vorausgesetzt, daß der Druck in der Druckluftquelle in beiden Fällen der gleiche ist Bei Belastung des Motors stellt sich nun heraus, daß der Drehzahlahfall mit steigendem Belastungsmoment im ersten Fall (Drosselorgan in der Abluftleitung) wesentlieh gei inger ist als im zweiten Fall (Drosselorgan in der Zuluftleitung). Dieser Unterschied tritt noch mehr zutage, wenn Kennlinien 2,2' und 3,3' von niedrigeren Leerlaufdrehzahlen vi, v₃ des Motors ausgehen, die kleineren Durchströmungsöffnungen des Drosselorgans entsprechen.

Die in Fig.2 und 3 dargestellte Schweißpistole besteht aus einem Pistolengehäuse 4, einem Hals S und einem Schweißkopf 33. Der rückwärtige Teil des Pistolengehäuses 4 ist als ein zylindrischer Handgriff 4a ausgebildet in den ein Druckluftmotor 7 eingebaut ist. Der Motor 7 treibt über ein passendes, im Motorgehäuse untergebrachtes Reduktionsgetriebe und ein in einem Getriebegehäuse 12 untergebrachtes Kegelradgetriebe eine Drahtvorschubrolle 13 an. Der Schweißdraht, das Schutzgas, der Schweißstrom und die Druckluft die für den Betrieb der Pistole notwendig sind, werden durch ein gemeinsames Schweißkabel 6 am rückwärtigen Ende des Handgriffes 4a zugeführt Dieses Schweißkabel 6 besteht aus einem inneren gasdichten Schlauch für die Zuleitung des Schutzgases und des Schweißdrahtes, einem äußeren gasdichten Schlauch, der den inneren Schlauch unter Bildung eines Zwischenraumes konzentrisch umgibt, und einem schlauchförmigen, geflochtenen Schweißstromleiter, der im Zwischenraum untergebracht ist der auch für die Zufuhr der Druckluft dient (Ein Schweißkabel dieser Art ist in der deutschen Patentschrift 15 40 860 näher beschrieben.)

Zwischen Druckluftmotor und Druckluftleitung des Schweißkabels ist ein in einem Ventilgehäuse 8 untergebrachtes Ventil eingeschaltet das bei Betätigung eines Drückers 11 mittels Hebel 9 und Stift 10 geöffnet wird. Im Ruhezustand ist das Ventil geschlossen. Der Vorderteil des Gehäuses 4 ist als ein Anschlußstück 15 ausgebildet, das eine zylindrische Kammer 16 enthält, die durch einen gasdicht schließenden Deckel 17 abgeschlossen ist. Ein hufeisenförmiges Leiterstück 25, das in der Kammer 16 untergebracht ist, trägt einen einstellbaren Rollenhalter 42 mit einer (hier nicht sichtbaren) Andruckrolle zur Drahtvorschubrolle 13.

Ein im Handgriff 4a verlegtes Kupferrohr 41 ist mit seinem hinteren Ende an den inneren Schlauch und an den geflochtenen Schweißstromleiter des Schweißkabels angeschlossen und mit seinem vorderen Ende an

das Leiterstack 25 angeschlossen, das mit einer Klammer 27 und einer Klemmschraube 26 versehen ist

Der Hals 5 besteht aus einem Innenrohr 19 und einem konzentrischen Außenrohr 20, die durch tine Distanzhülse 21 voneinander distanziert werden, und ist in eine entsprechende öffnung des Anschlußstückes 15 eingeführt Das hintere Ende des Innenrohres 19, das bis in die Kammer 16 reicht, ist an das Leiterstück 25 angeschlossen, das hier mit einer Klammer 24 und mit einer Klemmschraube 23 versehen ist Das Innenrohr 19 dient zur Führung des Schweißdrahtes, der durch die Vorschubrolle 13 und die Andruckrolle herangeführt wird, und zur Fortleitung des Schutzgases, das der Kammer 16 durch das Kupferrohr 41 zugeführt wird. Eine Hülse 22 ist auf das Außenrohr 20 lose aufgeschoben und mit einem Flansch 30 versehen, der ein Drehen der Hülse erleichtert Die Hülse ist mit einer Ringnut 29 und mit einer ca. 270° des Umfanges einnehmenden keilförmigen öffnung 28 versehen, die mit einer Öffnung 31 im Außenrohr 20 zusammenarbeitet Die Vorderkante der öffnung 28 bildet eine Schraubenünie.

Bei Drehung der Hülse 22 ändert sich die Größe der durch die beiden öffnungen 28, 31 gebildeten gemeinsamen Durchtrittsöffnung. Eine Austrittsöffnung 18 eines Kanals 14, der mit dem Luftaustritt des Motors in Verbindung steht, führt zur Ringut 29. Die Abluft des Motors 7 tritt dabei in einen Kanal 32 zwischen Außenrohr 20 und Innenrohr 19 ein, nachdem sie das durch die öffnungen der Hülse 22 und des Außenrohres 20 gebildete Drosselventil passiert hat Dichtungsringe 43, 44 verhindern den Luftzutritt zur Kammer 16. Ein Dichtungsring 45 unterbindet das Austreten der Luft von der Austrittsöffnung 18 und der Ringnut 29 ins Freie.

Der Schweißkopf der Pistole enthält ein Kontaktführungsrohr 34, das am Innenrohr 19 befestigt ist, und ein Gasmundstück 35, das mittels einer Isolierhülse 36 auf dem Kontaktfühningsrohr angebracht ist Die Isolierhülse besteht aus einem, gegebenenfalls aus mehreren Sektoren zusammengesetzten, ringförmigen Körper aus einem hitzebeständigen, elektrisch isolierenden Werkstoff, und zwar vorzugsweise aus einem Isolierstoff mit hoher Wärmeleitfähigkeit, wie z. B. Berylliumoxyd oder Bornitrid. Das Kontaktführungsrohr ist mit seitlichen öffnungen 37 für den Austritt des Schutzgases in das Gasmundstück versehen. Eine Dichtung 46 verhindert ein Eindringen von Luft in den rückwärtigen Teil des Gasmundstückes. Dieses nimmt nach rückwärts die Form eines Schirmes 39 an, der sich über das vordere Ende des. Außenrohres 20 nach rückwärts erstreckt Die Motorabluft strömt dabei zunächst in die Ringkammer

38 zwischen Schirm 39 und Innenrohr 19 und wird im Gegenstrom durch einen Ringkanal 40 zwischen Schirm

39 und Außenrohr 20 ins Freie geblasen. Die Abluft Kühlt dabei nicht nur die beiden Rohre 19,20, sondern auch den rückwärtigen Teil des Gasmundstückes.

Die Schweißpistole in Fig.5 besteht aus einem zylindrischen Handgriff 67, einem Gehäuse 61, einem Hals 62 und einem Schweißkopf 63. Das Gehäuse enthält eine Drahtvorschubeinrichtung, die von einem im Handgriff untergebrachten Luftmotor über ein entsprechendes Reduktionsgetriebe angetrieben wird. Die Druckluft wird dem Motor durch den Schlauch 65 zugeführt passiert jedoch vorher ein mittels Drücker 66 betätigbares Sperrventil. Durch das Schweißkabel 64 wird die Pistole mit Schweißdraht, Schweißstrom und Schutzgas versorgt (Ein Schweißkabel dieser Art ist in der DE-PS 16 15 344 beschrieben.) Der Hals 62 besteht aus einem Innenrohr und Außenrohr entsprechend den Rohren 19, 20 in Fig.2. Die Konstruktion des Schweißkopfes 63 entspricht in wesentlichen der Konstruktion des Schweißkopfes 33 in Fig.Z Die Abluftleitung des Motors ist mittels eines Drosselventils 48 und eines Rohres 47 an einen Rohranschluß 57 des Außenrohres des Halses 62 angeschlossen.

Das Drosselventil (F i g. 6 und F i g. 7) ist mit einem Schraubnippel 49 versehen, dessen Gewinde 58 für die Befestigung am Handgriff 67 vorgesehen ist Der Schraubnippel 49 besitzt ein Innengewinde für die Aufnahme eines mit einer zylindrischen Bohrung versehenen Schraubknopfes 60. In die Bohrung ragen drei Lamellen 53, die als Halterung für einen Ventilkörper 51 dienen. Der Knopfteil 50 ist mit einem Skalenring 52 haftreibend verbunden, so daß der Skalenring 52 nach dem Festschrauben des Schraubnippels 49 im Handgriff relativ zum Knopfteil 50 verdreht werden kann, um die richtige Lage gegenüber einer Einstellmarke 56 auf dem Handgriff 67 einzunehmen. Bei Drehung des Knopfes 50 wird der Abstand der sphärischen Stirnseite 54 des Ventilkörpers 51 von einem konischen Ventilsitz 55 geändert und damit auch die Durchtrittsöffnung des Drosselventils.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. £!chweißbrenner für das Lichtbogenschweißen mit abschmelzender Elektrode, der mit einer Vorschubeinrichtung für den Schweißdraht, einem die Vorschubeinrichtung antreibenden Druckluftmotor und einem stellbaren Drosselorgan für die Regelung der pro Zeiteinheit durch den Motor strömenden Luftmenge ausgerüstet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselorgan in der Abluftleitung des Druckluftmotors eingeschaltet ist.

2. Schweißbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieser außerdem in der Zuluftleitung des Druckluftmotors mit einem manuell betätigbaren Ventil versehen ist